Dilatação Térmica

Conteúdo de física

Prof. Sergio Antonio

Colégio Professor Fernando Moreira caldas

Com aumento de temperatura;

Aumenta a agitação térmica

Maiores distâncias entre as moléculas.

Dilatação Linear

• Empiricamente, pode-se provar que a dilatação Linear de um corpo depende:

a) Da variação da Temperatura ( Δθ ) b) Do comprimento inicial ( lo )

Dilatação Linear ΔL

Δl é diretamente proporcional ao comprimento inicial ( Lo) e à variação de temperatura (Δθ).α

Constante de proporcionalidade.

• α – coeficiente de dilatação linear do material (depende do material).

Unidades de α:

Grau Celsius recíproco = ºC ¹־

Tabela de algumas substâncias.

Observação

Para se obter o comprimento final L, basta-se acrescentar ao Lo, a dilatação ΔL.

L = Lo + Δl L = Lo + α.Lo.Δθ

L = Lo (1 + α.Δθ )

Gráfico da dilatação linear

Tangente do ângulo.

Algumas aplicações

Dilatação Superficial

Consideremos adilatação linear

em duas dimensões da

superfície:

Dilatação linear a e dilatação linear b

Valores desprezíveis

Desenvolvendo a expressão anterior

Coeficiente de dilatação superficial

Vão para dilatação das plataformas de um viaduto.

Dilatação Volumétrica

V = ao.bo.co

Por meio de raciocínio semelhante ao que fizemos para dilatação superficial, teremos:

Relação entre α, β e γ

β = 2α γ = 3α

Importante saber:

Perguntas???

Empírico?

Homogêneo?

Isótropo?

Lâminas bi-metálicas

Feitas de duas tiras de metais diferentes;Mantém-se retilíneas nas temperaturas que foram coladas;No ferro elétrico funciona como termostato.

Dilatação de um sólido

Dilatação dos líquidos

Estuda-se somente a dilatação volumétrica.

V = Vo + ΔV e ΔV = γ.Vo. Δθ

Dilatação aparente do líquido

ΔVap

ΔVap – quantidade de líquido que transborda do recipiente (aparente) ΔVrec - dilatação do recipiente. ΔV - dilatação real do líquido

ΔV = ΔVrec + ΔVap

Coeficiente de dilatação ( γ )

γ = γrec + γap

Valores médios de coeficientes de dilatação real de alguns líquidos.

Dilatação anômala da água

Ponte de hidrogênio

• No estado sólido, os átomos de oxigênio, unem-se aos átomos de hidrogênio, através da ligação ponte de hidrogênio.

Entre as moléculasformam-se grandes vazios, aumentado ovolume externo.

Rompimento da ponte.

• Quando a água é aquecida de 0 ºC a 4 ºC, aspontes de hidrogênio rompem-se.

• As moléculas passam a ocupar os vazios;provocando uma contração.

• Portanto neste intervalode temperatura ocorre, umadiminuição de Volume.

Anomalia da água

Os diagramas ilustram o comportamento do volume e da densidade em função da temperatura da água.

GELO – Isolante térmico

Esse conteúdo você encontrará no site abaixo:

http://www.slideshare.net/prof.sergio